CST中如何通過電場探針計算NFC天線的遠場電場強度

NFC天線工作頻率為13.56MHz，它的工作原理是近場磁共振，工作距離一般接近天線結構的對角線長度。獲取NFC天線遠場的電場強度時，如果按常規天線的設計思路，即邊界條件設為Open (add space)，天線周圍將增加1/4波長（對應13.56MHz）的空間，這樣會導致計算量非常巨大。下面通過CST器件庫中的自帶案例來展示如何通過電場探針的方式快速準確地獲取NFC天線在 1m/3m/10m處的電場強度。

在CST > File > Component Library 中搜索RFID，打開RFID Communication Line仿真工程。如下方右圖所示，在導航樹中雙擊RFID_Reader，進入其3D模型界面，可以參考其邊界條件和背景設置。

此RFID線圈尺寸為19mm×16mm×0.36mm，邊界條件設為open，然后在結構周圍各個方向上增加了20mm的空間。建議根據具體模型進行邊界條件收斂驗證，一般大一點更準，但所需仿真時間更長。

然后通過設置Field Probe來計算1m/3m/10m處的電場強度。點擊Simulation選項卡下的Field Probe圖標，在彈出的Probe對話框中選擇E-field (Farfield)設置遠場電場探針，探針位置按下圖所示輸入。

按照同樣的方式設置3m和10m處的電場探針，如下圖所示，1m/3m/10m處的電場探針已設置完成。

另外需要注意的是，由于遠場是基于邊界盒子處的值進行計算的，所以全局網格設置中Background的網格也需盡量加密，不然遠場結果可能不夠精確，如下方左圖所示。運行仿真，仿真完成后，將結構到邊界的距離改為50mm，如下方右圖所示，再次進行仿真，驗證邊界條件收斂性。

兩次仿真的結果對比如下：可見二者結果非常一致，由此可以證明通過遠場電場探針的方法計算NFC遠場電場強度是快速可行且準確的。